城域网MPLSVPN的几种实现方法.docx
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1、城域网MPLS VPN的几种实现方法 unknown 更新时间: 2005-03-20 一、MPLS VPN技术的开展 随着IP城域网逐步开展成为城域网建立的主流方案,具有解决企业互连能力和提供丰富业务能力的MPLS VPN技术,正在成为IP网络运营增值业务的重要手段。MPLS VPN技术可将IP网络分解为逻辑上隔离的网络,这种逻辑隔离的网络的应用可以千变万化:企业单独互连、政府办事部门单独互连、提供新业务-如为IP 业务开辟VPN、解决IP网络地址缺乏、保证QoS等。 二、MPLS VPN的实现技术 1MPLS BGP VPN 如图1所示,基于BGP扩展实现的MPLS三层VPN包含以下根本组
2、件: PEProvider Edge Router 骨干网边缘路由器,存储VRF,处理VPN-IPv4路由,是MPLS三层VPN的主要实现者。 CECustom Edge Router 用户网边缘路由器,分布用户网络路由。 P routerProvider Router 骨干网核心路由器,负责MPLS转发。 RRRoute Reflector BGP路由反射器。 ASBR 自治系统边界路由器,在实现跨自治系统的VPN时,与其它自治系统交换VPN路由。 MP-BGP 多协议扩展BGP,承载携带标签的IPv4/VPN路由,包括MP-IBGP、MP-EBGP。 PE-CE路由协议 在PE、CE之间传
3、递用户网络路由,可以是静态路由,或RIP、OSPF、ISIS、BGP协议。 LDP 在PE之间建立尽力而为的LSP,经过P路由器,所有PE、P路由器均需要支持。 RSVP-TE 在VPN需要QoS保障时,在PE之间建立具有QoS能力的ER-LSP。 VRFVirtual Routing Forwarding Table 虚拟路由转发表,它包含同一个Site相关的路由表、转发表、接口子接口、路由实例和路由策略等。在PE设备上,属于同一VPN的物理端口或逻辑端口对应一个VRF,可通过命令行或网管工具进展配置,主要参数包括RDRoute Distinguish、Import Route-Target
4、s、Export Route-Targets、接口子接口等。 VPN用户站点Site Site是VPN中的一个孤立的IP网络,一般来说,它不通过骨干网,公司总部、分支机构都是Site的具体例子。CE路由器通常为VPN Site中的一个路由器或交换设备,Site通过一个单独的物理端口或逻辑端口通常是VLAN端口连接到PE设备。 图1 基于BGP扩展实现的MPLS VPN模型 点击放大 用户接入MPLS VPN后,每个Site提供一个或多个CE与骨干网的PE连接,并在PE上为该Site配置VRF,将连结PE-CE的物理接口、逻辑接口、甚至L2TP/IPSec隧道绑定到VRF上,但不可以是多跳的三层
5、连接。 BGP扩展实现的MPLS VPN扩展的BGP NLRI的IPv4地址,在其前增加了一个8字节的RDRoute Distinguisher,用于标识VPN的成员Site。每个VRF可配置某些策略,规定VPN可以接收哪些Site的路由信息,可以向外发布哪些Site的路由信息。PE根据BGP扩展发布的信息进展路由计算,生成相关VPN的路由表。 通常,PE-CE之间通过静态路由交换路由信息,也可通过RIP、OSPF、BGP、IS-IS等协议,静态路由方式可以减少因CE设备管理不善等原因造成的对骨干网BGP路由的震荡,从而提高骨干网的稳定性。 MPLS BGP三层VPN适用于固定的Intrane
6、t/Extranet用户,每个Site可代表Intranet/Extranet的总部或分支机构。MPLS三层VPN的CE与PE设备之间只需要一条物理或逻辑链路,但PE设备必须保存多个路由表。如果在CE和PE之间运行动态路由协议,那么PE还必须支持多实例,对PE性能要求较高。PE与PE之间需要运行BGP协议,可扩展性较差,目前可通过一个或多个路由反射器解决这一问题。对于同一AS域的VPN,必须建立运营商之间路由器IBGP连接的PE,与路由反射器建立IBGP连接即可。 MPLS BGP三层VPN可通过与Internet路由之间配置一些静态路由的方式,实现VPN的Internet上网效劳,并可为跨不
7、地域的、属于同一个AS但没有骨干网的运营商提供VPN互连,即提供运营商的运营商模式的VPN网络互连。 2MPLS L2 VPN 对于MPLS二层VPN,网络运营商负责向用户提供二层的连通性,而不需参与VPN用户的路由计算。在提供全连接的二层VPN时,和传统的二层VPN一样如ATM PVC提供的VPN,存在N方问题,每个VPN的CE到其它的CE都需要在CE与PE之间分配一条连接。对PE设备来说,当一个VPN有N个Site时,CE-PE必需有N-1个物理或逻辑端口连接。由于与用户的路由无关,二层MPLS VPN的可扩展性只与连接的VPN用户数目相关。 二层VPN可以通过MP-BGP扩展实现,也可以
8、通过LDP扩展实现,两者草案分别为: draft-kompella-ppvpn-l2vpn draft-martini-l2circuit-trans-mpls Kompella MPLS L2 VPN 简单地说,MPLS L2 VPN就是在MPLS网络上透明地传递用户的二层数据。从用户角度来看,该MPLS网络就是一个二层交换网络,用户可在网络在不同站点之间建立二层连接。以ATM为例,每个用户边缘设备CE配置一个ATM虚电路,通过MPLS网络与远端CE设备相连,这一过程与通过ATM网络实现互联完全一样。 图2 L2 VPN组网示意图 点击放大 在Kompella MPLS L2 VPN中,CE
9、、PE和P的概念与BGP/MPLS VPN一样,原理也很近似,也是利用标记栈来实现用户报文在MPLS网络中的透明传送,其中外层标记Tunnel标记用于将报文从一个PE传递到另一个PE,内层标记VC标记用于区分不同VPN中的连接,接收方PE可根据VC标记决定将报文传递到哪个CE。在转发过程中,报文标记栈的变化如图3所示。 图3 L2 VPN标记栈处理 点击放大 目前,Kompella L2 VPN是通过MP-BGP来实现的,它不直接对CE与CE之间的连接进展操作,而是在整个SPService Provider网络中划分不同的VPN,在VPN内部对CE进展编号。在建立两个CE之间的连接时,只需要在
10、PE上设置本地CE和远程CE的CD ID,并指定本地CE为该连接分配Circuit ID如ATM VPI/VCI。 与MPLSBGP VPN一样,Kompella L2 VPN也是采用Route Target来区分VPN,因此VPN的组网具有很大的灵活性。 在标记分配方面,Kompella L2 VPN可采取标记块方式一次为多个连接分配标记。用户可以指定本地CE的范围CE Range,说明该CE可与多少个CE建立连接,系统将一次为该CE分配一个标记块,标记块的大小与CE Range一样。这种标记方式允许用户为VPN分配一些额外的标记备用,这会造成标记资源浪费,但却可以减少VPN部署和扩容的配置
11、工作量。 Martini MPLS L2 VPN Martini L2 VPN方式是通过扩展LDP来实现的,它着重解决如何在两个CE之间建立VCVirtual Circuit的问题。Martini L2 VPN采用VC-TYPE+VC-ID来识别VC,其中,VC-TYPE说明VC的类型为ATM、VLAN或PPP,而VC-ID用于唯一标志一个VC。在同一VC-TYPE的所有VC中,VC-ID在整个SP网络中具有唯一性,连接两个CE的PE通过LDP交换VC标记,并通过VC-ID将对应的CE绑定起来。 在连接两个PE的LSP建立成功,双方的标记交换和绑定完成后,一个VC就建立起来了,两个CE即可通过
12、该VC传递二层数据。 为了在PE之间交换VC标记,Martini草案对LDP进展了扩展,增加了VC FEC的FEC类型。此外,由于交换VC标记的两个PE可能不是直接相连的,因此LDP必须采用Remote peer来建立session,并在该session上传递VC FEC和VC标记。 三、MPLS VPN技术的比照分析 表1 BGP/MPLS、Kompella L2和Martinni L2 VPN的技术比照 点击放大 从表1的比拟可以得出以下结论: BGP/MPLS VPN适用于中小企业、小区、写字楼等场合,其特点是每个站点不大,站点内路由数目少,接入方式多样,网络管理能力差,以前没有使用过专
13、线或传统VPN,可将路由外包给运营商,对运营商而言,其维护的路由数目少,开销不大。 Kompella L2 VPN适用于大型企业,其站点较大,路由数目多,接入方式比拟单一,要求站点之间具有QoS保障,网络具有较强的管理能力,传统上局部企业采用过专线或传统VPN,可平稳地过渡到L2 VPN。对运营商而言,主要挑战是必须提供具有严格QoS保证的二层连接。 Martini L2 VPN配置复杂,存在N方问题,且不支持拓扑自动发现功能,扩展性差,不适于大规模应用。但是,该方式比拟灵活,适于大企业内部应用,或由小型运营商提供面向局域网用户,解决以太网不能长距离传输的问题。众多以太网交换机厂商都支持这一协
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